專利名稱：可變化夾盤系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大致涉及到一種可變化夾盤系統(tǒng)，它可變地固定在機(jī)床的主軸上。更詳細(xì)地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種包括如下夾盤的可變夾盤系統(tǒng)，它能自身夾緊和釋放工件并能從夾盤固定處如機(jī)床的主軸端部或固定加工工件處而不是主軸處脫離，并在夾緊工件時(shí)可被傳送給另一個(gè)夾盤固定處。
這種夾盤系統(tǒng)在1993年10月5日出版的日本專利申請(qǐng)No.5-253713中被公開。在此系統(tǒng)中，夾盤被固定在夾盤夾緊裝置上，它安裝在除了機(jī)床主軸端部以外的位置上。當(dāng)夾盤夾緊裝置側(cè)面的流體接通口與夾盤側(cè)面的流體供液口/排液口之間建立流體通路時(shí)，高壓流體從夾盤夾緊裝置經(jīng)過(guò)單向閥被供給到夾盤中的夾爪操縱缸的缸腔中，使得缸動(dòng)作以打開和關(guān)上夾爪。單向閥阻止被供給到缸腔中的流體泄漏，以維持供給流體的壓力，可保持工件被夾盤夾住的夾緊狀態(tài)。當(dāng)保持工件夾緊狀態(tài)時(shí)，夾盤從夾緊裝置上脫離，然后，夾盤被固定在機(jī)床的主軸上。然后，在用來(lái)作為夾盤固定部分的主軸的端部，一個(gè)在軸向上穿過(guò)主軸并被連接到主軸后端的旋轉(zhuǎn)缸中的推桿，與從安裝在夾盤中的夾爪操縱缸中的活塞向后伸出的活塞桿相連接。當(dāng)工件固定在主軸上時(shí)，如果工件夾緊力僅靠單向閥中的流體壓力提供而不夠時(shí)，旋轉(zhuǎn)缸迫使推桿拉動(dòng)卡盤夾爪操縱缸的活塞，以提高夾緊力，確保安全。
日本于1987年7月21日公開出版的實(shí)用新型申請(qǐng)No.62-28324中公開了另一種夾盤系統(tǒng)。在此系統(tǒng)中，高壓流體從夾盤外圓周上的供油口流入到夾盤的內(nèi)部。通過(guò)安裝在夾盤中的單向閥和一個(gè)氣缸腔(蓄能器腔)，高壓流體被限定在夾盤中的缸腔里。在此狀態(tài)中，夾盤在工件安裝預(yù)備處而不是機(jī)床的主軸處作好準(zhǔn)備，安裝在工件固定預(yù)備處的張開桿推動(dòng)從夾盤的缸中的活塞后面伸出的釋放軸，使活塞移動(dòng)，打開夾爪。當(dāng)工件被安放在夾爪之間時(shí)，張開桿向后移動(dòng)，工件被夾爪夾緊，夾爪靠使活塞偏置在夾緊方向的彈簧的彈力和受限的高壓流體的壓力來(lái)關(guān)閉。這樣夾住工件的夾盤通過(guò)安裝在主軸上的推桿可拆卸地固定在機(jī)床的主軸上。在通過(guò)機(jī)床完成加工以后，推桿推動(dòng)釋放軸，工件從主軸上被撤下。此后，推桿釋放，夾盤可從主軸上卸下。
日本于1984年1月13日出版的實(shí)用新型申請(qǐng)No.59-5210也公開了另一種夾盤系統(tǒng)。在此系統(tǒng)中，兩個(gè)臂安裝在樞軸上，其可旋轉(zhuǎn)，并沿軸向可向前、向后移動(dòng)。夾盤夾緊機(jī)構(gòu)安裝在每個(gè)臂的端部。自—持型夾盤，如前夾盤，被夾盤夾緊機(jī)構(gòu)夾緊以移向主軸的固定位置，然后，夾盤通過(guò)連接機(jī)構(gòu)被固定在主軸上。在此固定狀態(tài)中，正在進(jìn)行加工。
日本于1987年8月25日出版的實(shí)用新型申請(qǐng)No.62-193710公開了另一種夾盤系統(tǒng)。在此系統(tǒng)中，夾盤固定裝置安裝在主軸的前部。夾盤被夾盤固定裝置固定在主軸上。在此固定狀態(tài)中，夾爪操縱軸通過(guò)拉桿被移動(dòng)以打開和關(guān)閉夾爪。
在前述日本專利申請(qǐng)No.5-253713公開的夾盤系統(tǒng)中，不考慮供給到夾爪操縱缸的流體，當(dāng)夾盤固定在夾盤固定處而不是主軸上時(shí)，夾盤中的夾爪操縱缸被流體操縱以打開和關(guān)閉夾爪。另一方面，當(dāng)夾盤固定在主軸上，沒(méi)有高壓流體供給到夾盤中的夾爪操縱缸中，利用分旋轉(zhuǎn)缸的驅(qū)動(dòng)力，夾爪的夾緊力增加(夾爪進(jìn)一步向夾緊方向移動(dòng))。因此，當(dāng)夾盤固定在主軸上時(shí)，此兩個(gè)系統(tǒng)的缸必須被用來(lái)使夾爪向夾緊方向移動(dòng)，使得缸不能全部被利用。另外，在此夾盤系統(tǒng)中，操縱夾爪操縱缸的高壓流體是壓力流體，如果推桿拉動(dòng)主軸上的夾爪操縱缸的活塞桿，以增加夾緊力，限定在夾爪操縱缸中的壓力流體就開始具有負(fù)壓，以致阻止壓力流體反向流動(dòng)的單向閥被打開，以使流體泄漏。因此，當(dāng)安裝在主軸上的夾盤的加工完畢后，推桿的拉力消失，夾爪操縱缸中預(yù)先建立的壓力比在活塞桿被推桿拉動(dòng)以前小，以致會(huì)出現(xiàn)這樣一個(gè)問(wèn)題，工件夾緊力不能被不間斷地保持。而且，在此系統(tǒng)中，當(dāng)夾盤固定在主軸上通入壓力流體時(shí)，即使試圖使活塞向夾爪釋放方向移動(dòng)，但由于壓力流體是不可壓縮的，活塞不會(huì)移動(dòng)，因此，這有一個(gè)不利之處，即當(dāng)夾盤安裝在主軸上時(shí)，工件不能被方便地卸下。
在前述日本實(shí)用新型申請(qǐng)出版的No.62-28324公開的夾盤系統(tǒng)中，氣動(dòng)系統(tǒng)的氣缸腔或液壓系統(tǒng)的蓄能器腔被安裝在夾盤系統(tǒng)中。因此，即使當(dāng)夾盤安裝在主軸上時(shí)，通過(guò)推動(dòng)釋放軸也能使流體流入氣缸腔或蓄能器腔。然而，當(dāng)夾盤安裝在主軸上時(shí)試圖增加夾緊力，或者在主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)試圖給夾盤內(nèi)部提供流體，高壓流體必須從供油口再一次被提供，以致當(dāng)夾盤固定在主軸上時(shí)，必須將另一套流體管路連接到供油口處。
在前述的日本實(shí)用新型申請(qǐng)申請(qǐng)No.59-5210公開的夾盤系統(tǒng)中，該自身固定型夾盤被安裝在主軸上，可是當(dāng)夾盤安裝在主軸上時(shí)，該夾爪卻不能打開和閉合，因此，存在的問(wèn)題是，工件不能被卸下，而且在主軸位置上的夾緊力也不能提高。
在前述的日本專利專利申請(qǐng)公開號(hào)62-19370中公開的夾盤系統(tǒng)中，雖然當(dāng)夾盤安裝在主軸上時(shí)，夾爪可以打開和閉合，但是存在的問(wèn)題是，當(dāng)夾盤從主軸上拆下時(shí)，該夾爪是打開的，所以工件不能被夾住了。
因此本發(fā)明的目的是消除前述問(wèn)題，并提供一種可變夾盤系統(tǒng)，其能向夾盤的夾爪操縱缸提供流體，當(dāng)夾盤被安裝在用作固定夾盤的夾盤固定處的主軸上時(shí)，其通過(guò)夾盤中的夾爪操縱缸能打開和關(guān)閉夾爪。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供可變的夾盤系統(tǒng)，其能減小安裝在夾盤上的用來(lái)保持限定流體的壓力的蓄能器的長(zhǎng)度。而即使蓄能器如此布置，使得夾盤在軸向上被細(xì)長(zhǎng)，其也可避免夾盤厚度的增加。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一個(gè)可變的夾盤系統(tǒng)，在夾盤中的供液口/排液口被連接到夾盤固定部分的流體供給裝置上而向夾盤中的夾爪操縱缸提供流體之后，夾盤從夾盤固定裝置上卸下時(shí)，其可減小在流體連接裝置和與其分離的流體供給裝置之間存留的流體泄漏量。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種可變夾盤系統(tǒng)，當(dāng)夾盤從主軸上卸下后，其可通過(guò)被高壓流體操縱的夾爪操縱缸將夾爪夾持在工件夾緊處，而當(dāng)夾盤固定在主軸上時(shí)，它能靠夾爪操縱缸的操縱打開夾爪。
本發(fā)明的另一個(gè)附加目的是提供一種可用于上述可變夾盤系統(tǒng)的可變夾盤。
為了實(shí)現(xiàn)上述和其它的目的，根據(jù)本發(fā)明，這里提供了一種夾盤系統(tǒng)，其中夾盤的流體供給/排放連接裝置是可連接的，與包括主軸在內(nèi)的夾盤固定部分的流體流體供給/排放裝置相通，以使得即使當(dāng)夾盤安裝在用作夾盤固定部分的主軸上時(shí)，夾爪也能通過(guò)安裝在夾盤中的夾爪操縱流體缸被打開和關(guān)閉。另外，根據(jù)本發(fā)明，可變的夾盤系統(tǒng)安裝了具有用于維持夾盤內(nèi)壓力的多階的活塞的蓄能器?？勺儕A盤系統(tǒng)也可裝有用于使多個(gè)活塞沿壓縮方向偏置的彈簧。彈簧可布置成它們的軸向位置是重疊的。而且，根據(jù)本發(fā)明，可變夾盤系統(tǒng)可裝有一真空機(jī)構(gòu)，當(dāng)流體供給/排放連接裝置與流體供給裝置相脫離時(shí)，其能吸收存留在夾盤中的流體供給/排放連接裝置與夾盤固定部分之流體供給裝置之間的流體。而且，根據(jù)本發(fā)明，可變夾盤系統(tǒng)在主軸中裝有用于操縱夾爪的流體流體供給/排放連接裝置，以使當(dāng)夾盤固定在包括主軸在內(nèi)的夾盤固定部分上時(shí)，主軸中的流體供給/排放連接裝置正對(duì)著要與其連通的夾盤的流體供給/排放的連接裝置，因此當(dāng)夾盤固定在主軸上時(shí)，允許夾爪操縱缸動(dòng)作。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，可變夾盤系統(tǒng)包括夾爪，夾爪操縱缸，經(jīng)由單向閥連接到夾爪操縱缸上的流體供給/排放連接裝置。夾爪操縱缸被由流體供給/排放連接裝置提供的高壓流體操縱，使得工件可從夾盤固定處而不是主軸處被夾住和卸下。當(dāng)工件通過(guò)單向閥被存留的流體壓力夾緊時(shí)，夾盤可拆卸地安裝在用作夾盤固定部分的機(jī)床的主軸上。當(dāng)夾盤固定在主軸上時(shí)，夾盤的流體供給/排放連接裝置與安裝在主軸上的流體供給裝置相通，使得即使當(dāng)夾盤固定在主軸上時(shí)，夾爪也可被由流體操縱的夾爪操縱缸的動(dòng)作操縱。因此，即使當(dāng)夾盤安裝在主軸上時(shí)，無(wú)需向其連接另外的管路，夾盤中的夾爪操縱缸也可被操縱。
夾盤也可裝有一蓄能器，它與夾爪操縱缸的缸腔相通，缸腔中的壓力由單向閥來(lái)維持。蓄能器也有多階活塞結(jié)構(gòu)，其中裝有多個(gè)壓力保持活塞，以使它們能在軸向上移動(dòng)。各個(gè)活塞可通過(guò)具有不同剛度的壓力保持彈簧沿壓縮方向被偏置。壓力保持彈簧如此布置，使得外部與內(nèi)部的軸向位置重疊。因此，當(dāng)彈簧軸向位置重疊時(shí)，蓄能器在活塞行程方向上的蓄能器的長(zhǎng)度可做的比傳統(tǒng)的單個(gè)彈簧與單個(gè)活塞相串聯(lián)的蓄能器短，這樣使得即使當(dāng)因蓄能器的布置而在軸向上伸長(zhǎng)了夾盤時(shí)，也可避免夾盤厚度的增加。
夾盤的流體供給/排放連接裝置可裝有用于當(dāng)夾盤從夾盤固定處卸下時(shí)，把存留在流體供給/排放連接裝置與流體流體供給/排放裝置之間的流體吸入到夾盤的單向閥中。夾盤可在軸向上固定在夾盤固定處，也可從其上卸下。夾盤固定處的流體流體供給/排放裝置可裝有流體關(guān)閉閥，使其正對(duì)夾盤。夾盤的流體供給/排放連接裝置可有一通道。在通道中，吸入活塞被安放在吸入腔中，使其可按預(yù)定的行程移動(dòng)并偏向流體關(guān)閉閥一邊。通道可與在吸入腔與單向閥建立連通關(guān)系的流體通路相通。通道可在吸入腔與夾盤固定處的流體關(guān)閉閥之間建立連通關(guān)系。夾盤的流體供給/排放連接裝置也可安裝用于當(dāng)夾盤固定在夾盤固定處時(shí)允許流體關(guān)閉閥使吸入活塞移動(dòng)以給夾盤供油的流體真空裝置。在流體真空裝置中，當(dāng)夾盤從夾盤固定處脫離時(shí)，留下吸入行程，以使在關(guān)閉閥關(guān)閉后，能向夾盤固定處移動(dòng)。吸入活塞按剩余的行程移動(dòng)，以減小吸入腔的負(fù)壓來(lái)吸入流體關(guān)閉閥和夾盤固定處的流體流體供給/排放裝置間的存留流體。因此，當(dāng)夾盤從夾盤固定處卸下時(shí)，存留在流體關(guān)閉閥和連通孔之間的流體經(jīng)由連通孔被吸入到就閥中，則能減少向外的泄漏量及減少供給的工作油的量，故很經(jīng)濟(jì)。
流體關(guān)閉閥可裝有閥芯元件。閥芯元件安裝在固定的圓柱型插入部件上，以使它能在軸向上滑動(dòng)。圓柱型插入部件的端部從夾盤固定處的端部伸出，閥芯元件的端部也從供油口伸出。當(dāng)夾盤固定在夾盤固定處或從其上卸下時(shí)，固定在夾盤上的推動(dòng)軸可穿過(guò)流體真空裝置的吸入活塞的中心，以使其與閥芯元件的端部同軸。當(dāng)夾盤固定在夾盤固定處時(shí)，圓柱型插入部件可按預(yù)定的行程推動(dòng)吸入活塞，推動(dòng)軸也可推動(dòng)閥芯元件。當(dāng)夾盤從夾盤固定處上卸下時(shí)，閥芯元件在分離處的中間位置被關(guān)閉，而吸入活塞的吸入行程仍保留。因此，通過(guò)流體關(guān)閉閥相對(duì)于夾盤的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)夾盤固定在夾盤固定處時(shí)，夾盤的固定裝置的流體關(guān)閉閥被打開，而當(dāng)夾盤從夾盤固定處脫離時(shí)，其被關(guān)閉。因此，無(wú)需提供任何用于打開和關(guān)閉夾盤固定裝置的關(guān)閉閥的附加驅(qū)動(dòng)源。
根據(jù)本發(fā)明，在可變夾盤系統(tǒng)中，夾盤可具有用于夾緊工件的夾爪，用于高壓流體操縱夾爪的夾爪操縱缸，和通過(guò)單向閥連接到夾爪操縱缸的高壓流體流體供給/排放連接裝置。機(jī)床的主軸可裝有用于使夾盤固定和卸下的夾盤固定裝置。夾盤可被夾盤移動(dòng)裝置移動(dòng)到主軸夾盤固定部分上被安裝和從其上被拆卸。在可變夾盤系統(tǒng)中，主軸可裝有用于操縱夾爪的流體流體供給/排放裝置。當(dāng)夾盤安裝在主軸上時(shí)，主軸的流體供給/排放裝置正對(duì)著夾盤的流體供給/排放連接裝置以便在它們之間建立連通關(guān)系，以使當(dāng)夾盤裝在主軸上時(shí)，夾盤的夾爪操縱缸能操縱夾爪。
夾盤移動(dòng)裝置首選是作為具有可旋轉(zhuǎn)地安裝在機(jī)架上的變化臂的裝置，但它也可以是使用不同于機(jī)床的機(jī)床人的裝置。另外，夾盤固定裝置也可以是用來(lái)可拆卸地把夾盤固定在主軸上的裝置，所以，不應(yīng)該把本發(fā)明局限于此具體實(shí)施例中。
根據(jù)本發(fā)明，用于機(jī)床上的可變夾盤包括用于裝夾工件的夾爪；用于在工件夾緊處和工件釋放處之間移動(dòng)夾爪的夾爪操縱流體缸；用于通過(guò)其中向夾爪操縱缸提供高壓流體并從夾爪操縱缸卸掉高壓流體的流體流體供給/排放連接裝置；安裝在夾爪操縱流體缸與流體流體供給/排放裝置之間的單向閥；當(dāng)可變夾盤固定在所說(shuō)的包括主軸在內(nèi)的夾盤固定裝置上時(shí)，所說(shuō)的可變夾盤能通過(guò)從包括主軸的夾盤固定裝置向流體流體供給/排放連接裝置提供的高壓流體夾緊和釋放工件；所說(shuō)的單向閥能阻止供給到所說(shuō)的夾爪操縱流體缸的高壓流體泄漏到缸外，以維持工件處于夾緊狀態(tài)，因此，當(dāng)夾盤夾緊工件時(shí)，所說(shuō)的夾盤被允許從一個(gè)夾盤固定裝置卸下，并固定到另一個(gè)夾盤固定裝置上；所說(shuō)的夾盤流體流體供給/排放連接裝置包括真空裝置，它們用于當(dāng)夾盤從夾盤固定裝置卸下時(shí)把存留在它們中的流體吸入單向閥中。
從這兒以下的具體描述及本發(fā)明的最佳實(shí)施例的附圖中，可以更全面地了解本發(fā)明。然而，附圖并不是意味著要把本發(fā)明限制為一個(gè)特定地具體實(shí)施例，而僅僅是為了解釋和理解。
在附圖中圖.1A是主軸的端部和夾盤的剖視圖；圖.1B是
圖1A的一局部放大視圖；圖.2是松開夾子時(shí)，主軸端部上的夾架的前視圖；圖.3是夾盤處于夾緊狀態(tài)時(shí)，旋轉(zhuǎn)夾具缸的剖視圖；圖.4A是顯示夾盤處于夾緊狀態(tài)時(shí)，活塞桿的連接部件與可伸縮的夾爪之間關(guān)系的示意圖；圖.4B是顯示夾盤松開夾子時(shí)，活塞桿的連接部件與可伸縮的夾爪之間關(guān)系的示意圖；圖.5是夾盤夾緊時(shí)，工件安裝處的夾具缸的剖視圖；圖.6是夾盤的后視圖；圖.7A圖.7B是不同狀態(tài)時(shí)的蓄能器的剖視圖；圖.8A和圖.8B是解釋不同狀態(tài)時(shí)的帶有流體元件和流體關(guān)閉閥連接狀態(tài)的剖視圖；圖.9是顯示處于夾盤釋放夾子狀態(tài)時(shí)，可伸縮夾爪與嚙合夾爪的關(guān)系的示意圖；圖.10是顯示處于夾盤處于夾緊狀態(tài)時(shí)，可伸縮夾爪與嚙合夾爪的關(guān)系的示意圖；圖.11是根據(jù)本發(fā)明的夾盤裝置的最佳實(shí)施例的側(cè)視圖；圖.12是圖11的夾盤裝置的前視圖；及圖.13是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)夾盤系統(tǒng)的最佳實(shí)施例的側(cè)面局部剖視圖；現(xiàn)在參考附圖，根據(jù)本發(fā)明，將在下面敘述可變化夾盤裝置的最佳實(shí)施例。
圖11顯示了一個(gè)臂軸型的可變化夾盤裝置，其中兩個(gè)夾盤C可交換地安裝在空心地主軸2和工件安裝處85上，以便夾盤C中的任何一個(gè)都能自動(dòng)地安裝在主軸2上?？招闹鬏S2旋轉(zhuǎn)地支撐在主軸頭1上。主軸2通過(guò)放置在主軸頭中的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。在主軸頭1的上表面，安裝了夾盤移動(dòng)裝置3。夾盤移動(dòng)裝置3包括一個(gè)架4和一個(gè)用銷軸支撐在架4上的臂軸5。一個(gè)變化臂6安裝在臂軸5的端部上的中間位置。一對(duì)通過(guò)開/關(guān)流體缸7操縱開和關(guān)的開/關(guān)臂8分別安裝在變化臂6的兩端。開/關(guān)臂8被設(shè)計(jì)用來(lái)夾住由夾盤C的外圓周表面內(nèi)形成的夾槽97。架4通過(guò)位于臂軸5的軸向的導(dǎo)軌9定向，以便能在軸向上向前和向后移動(dòng)由缸10決定的預(yù)定距離。臂軸5通過(guò)旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)12經(jīng)過(guò)架4內(nèi)的齒輪系11驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)180度，以便開/關(guān)臂8的位置，即被開/關(guān)臂8支撐的兩個(gè)夾盤C的位置，在夾盤C與主軸2同軸的位置和夾盤C與放置在架4之上的工件安裝處的夾具缸43A的活塞桿50同軸的位置之間隨著改變180度，這點(diǎn)將在以后描述。
主軸2的端部用來(lái)做夾盤安裝部分，夾盤C可拆卸地安裝在其上。如圖.1A所示，固定夾架(基座)15安裝在主軸2的端部上。固定夾架15經(jīng)由安裝板16連接到主軸2上。具有很多環(huán)形布置的嚙合齒17a的連接盤17被固定在安裝夾架15上，以便面朝前布置。如圖.2所示，安裝夾架15安裝有一對(duì)流體供給裝置18a和18b，它們對(duì)稱布置，以便當(dāng)主軸2停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，處于傾斜45度的方向上。流體供給裝置18a和18b分別裝有流體關(guān)閉閥20a和20b。如在后面所述，圖.2中所示的左上角的關(guān)閉閥20a被用來(lái)與布置在夾盤C中的夾爪操縱缸90的前腔95a(圖.1A)相連通，右下角的關(guān)閉閥20b被用來(lái)與夾爪操縱缸90的后腔95b相連通。由于各自的流體關(guān)閉閥20a和20b具有相同的結(jié)構(gòu)，將僅敘述一個(gè)流體關(guān)閉閥20b。
如圖.1A和作為圖.1A的局部放大視圖的圖.1B所示，一在前壁上帶有供油口21的空心的柱形插入部件22被密封地固定在固定夾架15上，以便柱形插入部件22從固定夾架15中伸出。柱形插入部件22確定了其中的中心孔23。中心孔23在前壁一側(cè)有一個(gè)大直徑部分24。中心孔的后端被與其相接的彈簧止動(dòng)部分25封閉。閥芯元件26固定在中心孔23內(nèi)，以便能在彈簧止動(dòng)部分25與柱形插入部件22的前壁之間的軸向上產(chǎn)生位移。閥芯元件26有一個(gè)閥頭27，其直徑比大直徑部分24略小。閥頭27裝有環(huán)形密封部件28，用于密封閥頭27與供油口21的邊緣部分(前壁的內(nèi)表面)間的空隙。具有更小直徑的突出軸從閥頭27伸出，以便突出的柱狀螺栓29從在柱形插入部件22的前壁上形成的供油口21中向前伸出。閥芯元件26在其中部有一個(gè)流體通路30。流體通路30在閥頭27后面立即沿徑向轉(zhuǎn)彎，與大直徑部分24相通。在閥芯元件26和彈簧止動(dòng)部件25之間設(shè)有彈簧31，以便壓縮閥芯元件26，使其壓向柱形插入部件22的前壁。因此，當(dāng)閥芯元件26在軸向上沒(méi)有被向后推時(shí)，閥芯元件26的密封件28與柱形插入部件22的前壁緊密接觸，以便緊貼供油口21。在閥芯元件26與彈簧止動(dòng)部件25的壓縮彈簧表面之間的柱形插入部件22的柱形壁上，有一個(gè)通孔32，其與中心孔23相通。通孔32也經(jīng)由在柱形插入部件的外圓周與固定夾架15間形成的環(huán)形流體通路33與供壓/卸壓管83相通，在固定夾架15中有流體通路34，在主軸2與固定夾架15間有輔助夾架35的流體通路36。
主軸2有一中心孔37，用來(lái)安放可在軸向移動(dòng)的拉桿38。拉桿38的端部整個(gè)地由可伸縮的塊39形成。如圖.2所示，可伸縮可塊39有四個(gè)在圓周上等角度間距布置的可伸縮爪40。而且，當(dāng)使用完機(jī)床后，可控制主軸，使其永遠(yuǎn)停在圖.2所示的角度位置上，即關(guān)閉閥20a位于左—上方，而關(guān)閉閥20b位于右一下方的位置。
如圖.3所示，在主軸2的后端裝有可旋轉(zhuǎn)的夾具缸裝置41。圖.3顯示的狀態(tài)是夾盤被夾緊時(shí)。在旋轉(zhuǎn)的夾具缸裝置41中，夾具缸43可旋轉(zhuǎn)地支撐在分配器架42內(nèi)部的軸承69上。夾具缸43是所謂的限定—樞軸的夾具缸。在夾具缸43中，缸體44的前端和后端分別被桿—側(cè)端蓋帽45和頭—側(cè)端蓋帽46封住，以在其中限制一柱形腔。這個(gè)柱形腔被活塞49分成前腔47和后腔48。活塞桿50可旋轉(zhuǎn)地裝到活塞49中。活塞桿50在其頭部有一大直徑部分51。
如圖.4所示，大直徑部分51有兩個(gè)平整的表面，用來(lái)作為連接部件52。頭—側(cè)端蓋帽46由兩平整表面53的連接孔54形成，平整表面53與連接部件52相接合。當(dāng)活塞桿50位于最前端時(shí)，連接部件52脫離開連接孔54，大直徑部分51的后表面51a比連接孔54的前表面位置稍稍靠前，以便活塞桿50能夠轉(zhuǎn)動(dòng)。
缸體44有一導(dǎo)向槽56，其與缸體的軸向平行。導(dǎo)向槽56被設(shè)計(jì)用來(lái)引導(dǎo)定位銷57，其與活塞49做為一體，并在徑向向外突出，以避免活塞49的轉(zhuǎn)動(dòng)?；钊麠U50的外圓周表面設(shè)有引導(dǎo)槽58，它相對(duì)于活塞桿50的軸向有一傾斜角。引導(dǎo)槽58被設(shè)計(jì)用來(lái)引導(dǎo)定位銷59，其與活塞49做為一體，并在徑向向內(nèi)突出?；钊麠U50的后端穿過(guò)頭—側(cè)端蓋帽46。偏置環(huán)60通過(guò)止推軸承60a、墊圈60b和螺栓60c可旋轉(zhuǎn)地連接到活塞桿50的后端。偏置環(huán)60位于活動(dòng)空間65內(nèi)，此活動(dòng)空間由頭—側(cè)端蓋帽46與固定在頭—側(cè)端蓋帽46的后蓋61來(lái)限定，以使偏置環(huán)60在軸向上可移動(dòng)。
螺栓62與導(dǎo)向槽63的接合防止了偏置環(huán)60相對(duì)于缸體44的樞軸運(yùn)動(dòng)。在偏置環(huán)60與頭—側(cè)端蓋帽46之間裝有壓縮彈簧64。這個(gè)壓縮彈簧64形成了夾緊保持機(jī)構(gòu)，總是用來(lái)向后拉活塞桿50(即向夾緊方向)。頭—側(cè)端蓋帽46有一細(xì)長(zhǎng)槽66，它與活動(dòng)空間65相通，并向前、后延伸。活塞桿50的為止檢測(cè)圈67與頭—側(cè)端蓋帽46的外圓周表面相接，以便在軸向可移動(dòng)。與軸向位置檢測(cè)圈67相連接的長(zhǎng)螺栓68穿過(guò)細(xì)長(zhǎng)槽66，被連接到偏置環(huán)60的圓周表面上。
各個(gè)元件，如固定夾架15，拉桿38，可伸縮爪40，夾具缸42，偏置環(huán)60和壓縮彈簧64，形成了夾盤安裝裝置，用來(lái)將夾盤C可拆卸地安裝在主軸2上。
在其中安裝缸體44的分配器架42的內(nèi)表面上，在軸承69之間形成了六個(gè)環(huán)形槽70a，70b，71a，71b，72a，72b。在兩端的兩個(gè)槽是排放槽71a和71b。在剩下的四個(gè)槽中，后面的兩個(gè)槽是槽71a和71b，用來(lái)給夾具缸43的前腔47和后腔48提供流體，和從其中排掉流體的。前面的兩個(gè)槽是槽72a和72b，用來(lái)給固定夾架15的兩個(gè)流體關(guān)閉閥20a和20b提供流體的。槽71a，71b，72a和72b分別與四個(gè)供液口/排液口73a，73b，74a和74b相連，這四個(gè)口布置在分配器架42的外圓周上，以使得它們?cè)趫A周上的相位與軸向都不同，以便彼此之間不會(huì)干擾。供液口/排液口73a，73b，74a和74b經(jīng)由流體壓力源201和方向控制閥相連。尤其是，把兩個(gè)加載側(cè)的供油口與油箱T連接起來(lái)的方向控制閥200，被連接到所示的供液口/排液口74a和74b的中間位置上。
除了一對(duì)用于給夾具缸43供油和從夾具缸43卸油的環(huán)形槽71a和71b外，環(huán)形槽71b經(jīng)由缸體44，桿—側(cè)端蓋帽45的流體通路74，活塞桿50與桿—側(cè)端蓋帽45間的間隙，及在缸體44與桿—側(cè)端蓋帽45間的環(huán)形槽75與安裝在活塞桿50上的單向閥76相連，以便流體能經(jīng)過(guò)單向閥76流到前腔47。另一個(gè)環(huán)形槽71a經(jīng)由缸體44中的流體通路77和頭—側(cè)端蓋帽46與在連接孔54的后端的后腔48相連。拉桿38的后端經(jīng)過(guò)連接器78與活塞桿50的端部相連，以便阻止其旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。另外，一對(duì)用來(lái)為流體關(guān)閉閥20a和20b供給流體和從其中卸掉流體的環(huán)形槽72a和72b經(jīng)過(guò)分別形成于缸體44和桿—側(cè)端蓋帽45中的流體通路引相連。固定夾架80有一對(duì)流體口82，它們分別與流體供給/排放管83相通。這兩個(gè)流體供給/排放管83布置在主軸2的中心孔與拉桿38之間的空間上，并通到主軸2端部上的輔助夾架35的一對(duì)流體通路36中。
拉桿38，即活塞桿50和可伸縮塊39固定，以便可伸縮塊39中的可伸縮爪40相對(duì)于大直徑部分51的連接部件52位于在圖.4所示的位置上。在此最佳實(shí)施例中，當(dāng)連接部件52與連接孔54相接合，以使其相對(duì)于連接孔54位于在圖.4所示的位置上時(shí)，可伸縮爪40位于面對(duì)夾盤C后面的連接部件102的連接爪104的角度位置上(即夾緊角度位置P1)。
然后，如圖.3所示，當(dāng)向缸后腔48供給流體時(shí)，活塞桿50和活塞49從活塞桿50被夾緊的位置(在此位置，夾盤C的連接爪104在軸向上被拉動(dòng)以?shī)A緊夾盤C，如圖.10所示)向前移動(dòng)。當(dāng)活塞桿50向前移動(dòng)到極限位置時(shí)，連接部件52脫離開連接孔54。此后，僅是活塞49相對(duì)于活塞桿50向前移動(dòng)到極限位置。因此，活塞桿50可通過(guò)傾斜的引導(dǎo)槽58旋轉(zhuǎn)。
在活塞桿50的前端極限位置(此時(shí)，可伸縮塊39處于釋放夾緊狀態(tài)，可伸縮爪40在軸向不與夾盤C的連接孔102中的連接爪104相嚙合，這點(diǎn)以后再敘述)，活塞桿旋轉(zhuǎn)45度，可伸縮爪40旋轉(zhuǎn)到如圖.4B所示的角度位置(釋放夾緊角度位置P2)。而且，當(dāng)在活塞桿位于極限位置給前腔47提供流體時(shí)，由于大直徑部分51的后表面51a與連接孔54的前表面54a相接，活塞桿50不能向后移動(dòng)。因此，只是活塞49相對(duì)于活塞桿50向后移動(dòng)，而活塞桿50通過(guò)傾斜的引導(dǎo)槽58被旋轉(zhuǎn)，以使得在其前端的可伸縮爪40從釋放夾緊角度位置P2旋轉(zhuǎn)45度，達(dá)到夾緊角度位置P1。然后，當(dāng)可伸縮爪40達(dá)到夾緊角度位置P1時(shí)，連接部件52變得可與連接孔54相接合，以使活塞49與活塞桿50的大直徑部分51相接觸，由此活塞桿50向后移動(dòng)以獲得夾緊狀態(tài)。
在工件安裝處85也安裝了同類型的受限旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)缸。如圖.11所示，夾具缸43A安裝在支架(基座)86上，支架86與主軸頭1裝配在一起，以便其可跨在夾盤移動(dòng)裝置3的架4上。如圖.5所示，缸體44被固定在夾具缸43上的管端蓋帽45和46封閉，以便避免其轉(zhuǎn)動(dòng)。受限旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)缸43A除了用來(lái)防止活塞49旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)向槽56形成于活塞49中，且沒(méi)有單向閥，形成與前面所述的旋轉(zhuǎn)夾具缸的流體通路不同的流體通路之外，其基本結(jié)構(gòu)與前面所描述的旋轉(zhuǎn)夾具缸相同。因此，對(duì)相應(yīng)的部件用以相同的指示代碼，并且解釋也可省略了。
安裝在活塞桿端部50上的可伸縮塊39的可伸縮爪40相對(duì)于連接部件52的兩個(gè)平整表面部分的角度位置，與前述的具體實(shí)施例的可伸縮爪的位置相同。支架86的前表面用來(lái)做夾盤的安裝部分，裝配夾架15A固定在其上。與安裝在主軸2端部的裝配夾架類似，裝配夾架15A在其前表面裝有環(huán)形連接盤17。另外，在與主軸2的裝配夾架15上的同樣的位置，裝有如圖.2所示的同樣的兩個(gè)流體供液口/排液口18a和18b。
流體供液口/排液口18a和18b裝有與前面所述的最佳實(shí)施例中相同的流體關(guān)閉閥20a和20b。裝配夾架15A裝有一對(duì)流體口87a和87b，它們與一對(duì)流體關(guān)閉閥20a和20b的環(huán)形流體通路相通。這些流體口87a和87b經(jīng)由與前面所述的方向控制閥200(圖.3)同樣的方向控制閥(未顯示)與流體壓力源相通。在這個(gè)工件安裝處境5的裝配夾架15A中，由于裝在主軸2上的夾盤C被夾盤移動(dòng)裝置3旋轉(zhuǎn)180度，圖.12中的左—上方的流體關(guān)閉閥20b與變化的夾盤C(見圖.1)的夾爪操縱缸90的后腔95b相通。，這點(diǎn)將在以后描述，圖.12中的右—下方的流體關(guān)閉閥與上述的前腔95a相通。
變化的夾盤C，其可拆卸地安裝在主軸2上或工件安裝處85上，將在下面討論。
在圖.1A中，多個(gè)(3個(gè))主夾爪座92可滑動(dòng)地安裝在夾盤架91上以便它們能在徑向上移動(dòng)。每一個(gè)夾爪92都安裝一個(gè)鄂形夾爪93。夾盤架91由安裝缸體孔94形成，其后端敞開著。缸體安裝孔在其中安裝了一具有圓柱形孔95的缸體，其后端敞開著。在夾盤91的后表面，通過(guò)夾盤移動(dòng)裝置3的開/關(guān)臂8夾緊的帶有夾槽97的夾緊部件與環(huán)形固定部件99一起被夾緊，來(lái)關(guān)閉缸孔95的后端，以限定缸腔的大小。夾緊部件98在其后端有一小直徑部分100。具有多個(gè)齒并與裝配夾架15(15A)的連接盤17相嚙合的環(huán)形連接盤101被固定，以便包住夾緊部件98的小直徑部分100。在小直徑部分100的中心(夾盤的軸向上)，具有與可伸縮爪40嚙合的連接部件102(連接的凹進(jìn)部分)。連接部件102是向內(nèi)延伸的階梯孔。
如圖.6所示，連接部件102的入口小直徑部分在圓周等間隔處由可伸縮爪穿過(guò)部件103形成，以允許可伸縮爪40在軸向上從中穿過(guò)。在相鄰兩爪穿過(guò)部件103之間形成了連接爪104，其在軸向上與可伸縮爪40相嚙合。
在圖.11中，夾盤C被夾盤移動(dòng)裝置3的開/關(guān)臂8夾住，以便處于當(dāng)夾盤C與主軸及工件安裝處85的夾具缸43A的活塞桿50同心時(shí)，處于未夾緊角度位置P1的可伸縮爪40正對(duì)著可伸縮爪穿過(guò)部件103。在圖.1A所示的夾盤C的狀態(tài)中，工件W沒(méi)有被夾盤C夾住。為了夾位工件，夾爪操縱缸90的活塞105從圖.1A的位置向后移，以使鄂形夾爪93徑向向內(nèi)移動(dòng)。
活塞105裝入缸腔內(nèi)，使其能在軸向上滑動(dòng)。與活塞105為一體的活塞桿106從缸體96的前壁伸出，以形成夾爪操縱缸90。與活塞桿106連接的楔形部分108相接合。在夾盤C的后表面上，有流體供給/排放連接部件110a和110b(圖6)，使其在軸向上正對(duì)裝配夾架15(15A)的流體關(guān)閉閥20a和20b。因此，如圖.6所示，從夾盤C的后面看時(shí)，流體供給/排放連接部件110a和110b分別處在右—上方45度的位置和左—下方45度的位置。流體供給/排放連接部件110a和110b分別配有流體元件111a和111b。
如圖.1A和圖.1B所示，在每一個(gè)流體元件111a和111b中，具有用于安裝每個(gè)關(guān)閉閥20a和20b的柱形插入部件22的端部的安裝孔112的空心軸113在環(huán)形固定部件99和夾緊部件98之間被夾住。在每一個(gè)空心軸113的前面，都有一個(gè)吸入腔114。吸入活塞115裝入板入腔114中，以便能按預(yù)定的行程滑動(dòng)，與吸入活塞115為一體的活塞桿116可滑動(dòng)地安裝在空心軸113的安裝孔112中，使其通過(guò)O型圈被密封，不泄漏。
吸入活塞115被一彈簧117向后偏置，并通過(guò)空心軸防止其滑出。推動(dòng)軸部件118被夾在夾盤架91與夾盤部件98之間。推動(dòng)軸119經(jīng)由吸入腔114穿過(guò)吸入活塞115的中心，它從推動(dòng)軸部件118向后面伸出。吸入活塞115被用來(lái)作為供油口120。正對(duì)著每個(gè)關(guān)閉閥20a和20b的供油口。吸入活塞115有一個(gè)小直徑通路121，用來(lái)在吸入腔114與供油口120間輸送流體。推動(dòng)軸部件118有一流體通路122，它與吸入腔114相通。流體通路122也與形成于夾盤架97的流體通路123相通。在流體通路123上設(shè)有單向閥124。
在圖.6中，右—上方的流體供給/排放連接部件110a與爪式操縱缸90的前腔95a相通，左—下方流體供給/排放連接部件110b與后腔95b相通。當(dāng)夾盤C完全地安裝在固定夾架15(15A)上，關(guān)閉閥20a(20b)的閥芯元件26在推動(dòng)軸119的推動(dòng)下開啟，以便夾盤C側(cè)面的流體環(huán)形回路與固定夾架15(15A)側(cè)面的流體環(huán)形回路相通。在另一方面，關(guān)閉閥20a(20b)的圓柱型插入部件22按預(yù)定的行程推動(dòng)吸入活塞。當(dāng)夾盤C從固定夾架15(15A)上卸下時(shí)，閥芯元件26關(guān)閉，而圓柱型插入部件22從支承孔中112撤出。然而，此時(shí)，吸入活塞被關(guān)閉閥20a(20b)的圓柱型插入部件22推開，以留下一個(gè)吸入活塞能在閥開/關(guān)方向上移動(dòng)的行程。如在后面將要描述的，通路121的直徑如此設(shè)置，使得在吸入流體后，可防止從單向閥124流入通道121的流體泄露，無(wú)論是從單向閥124流到通路121后的流體流量還是粘度都不會(huì)泄露。
在爪式操縱缸90的每一個(gè)前腔和后腔95a和95b都連有一蓄能器130。如圖.7A所示，蓄能器130有一形成于夾盤架91的安裝孔131，以便其可在軸向上延伸。安裝孔131在其內(nèi)部密封地安裝管132，其后端是敞開的。管132與夾盤部件98相接合。在管132內(nèi)形成了階梯式大直徑孔133。大直徑的第一個(gè)壓力保持活塞134可移動(dòng)地安裝在大直徑孔133內(nèi)。第一個(gè)壓力保持活塞134被裝在前端止動(dòng)部分與夾盤部件98之間的彈簧136推動(dòng)向前偏置。第一個(gè)壓力保持活塞134的運(yùn)動(dòng)被階梯孔的階梯部分137限制。小直徑的第二個(gè)壓力保持活塞139被壓力保持活塞134的中心孔的底部所導(dǎo)向，使其可沿軸向移動(dòng)。壓力保持活塞139在其縱向中間部分處有一與之為一體的接觸法蘭140，它能接觸到大直徑的壓力保持活塞134。壓力保持活塞139的端部從管132的端部伸到蓄能器腔141中去。壓力保持活塞139被裝在中心孔138的底部與壓力保持活塞139之間的彈簧的推動(dòng)向前偏置。內(nèi)、外側(cè)彈簧142、136如此布置，以便它們軸向位置彼此重疊。壓力保持活塞134的彈簧136的彈力被設(shè)置得比壓力保持活塞139的彈簧142的彈力大。
流入前(后)缸腔95a(95b)的流體經(jīng)過(guò)在管132和安裝孔131之間形成的流體通路143流進(jìn)蓄能器腔141，以便第二個(gè)壓力保持活塞139被推動(dòng)以壓縮彈簧142。然后，當(dāng)接觸法蘭140接觸到止動(dòng)部分135，第一個(gè)壓力保持活塞134被推動(dòng)，壓縮彈簧136，如圖.7B所示，以使流體的壓力由彈簧的彈力來(lái)保持。在這樣的結(jié)構(gòu)中，由于兩個(gè)彈簧136和142的軸向位置彼此重疊，故蓄能器130的縱向尺寸可被減小。
夾盤移動(dòng)裝置3的變化臂6隨著缸10的動(dòng)作向前運(yùn)動(dòng)到最前端。在這種狀態(tài)下，變化臂6靠電動(dòng)機(jī)12的旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)過(guò)180度，以使上、下夾盤的位置更換。后面將描述此動(dòng)作的時(shí)間控制(圖.11)。假定通過(guò)組合單向閥124和蓄能器130供給到夾盤C內(nèi)部的流體壓力被保持，以使工件W靠爪式操縱缸90被夾住。旋轉(zhuǎn)的布置在主軸2后端的夾具缸41和工件安裝處85的可伸縮塊39的可伸縮爪40靠引導(dǎo)槽58的動(dòng)作被定位在圖.2所示的位置上，以使與爪式操縱缸90的前腔95a相通的關(guān)閉閥20a定位在左—上方位置，而與爪式操縱缸90的后腔95b相通的關(guān)閉閥20b定位在右—下方的位置時(shí)，主軸2停止轉(zhuǎn)動(dòng)，流體關(guān)閉閥20a和20b關(guān)閉。
當(dāng)缸10動(dòng)作，使變化臂6在軸向上向后移動(dòng)，上下夾盤C分別沿主軸2的軸向與夾具缸43A的軸向向后移動(dòng)，以使在單個(gè)夾盤C后的單個(gè)連接盤101與固定夾架15(15A)相應(yīng)的連接盤17相嚙合。此時(shí)，如圖.9所示，被定位在釋放夾子位置上P2的可伸縮塊39的可伸縮爪40穿過(guò)布置在夾盤后面的可伸縮爪穿過(guò)部件103，進(jìn)入連接部件102的內(nèi)部。但在圓周方向及軸向與連接爪104相脫離，以處于釋放夾子狀態(tài)。另一方面，如圖.8A所示，在關(guān)閉閥20a和20b中，在連接盤101與17徹底嚙合前，柱形插入部件22被安放到安裝孔112中，以使得其頭部推動(dòng)吸入活塞115，而推動(dòng)軸119打開閥芯元件26。此時(shí)，由于給夾爪操縱缸90提供無(wú)壓力流體，夾爪操縱缸90靠單向閥124的功能仍保持著夾位工件W。
然后，當(dāng)向夾具缸43和43A的前腔47提供壓力流體時(shí)，活塞49由引導(dǎo)槽56與銷子57的接合從最前端向后滑動(dòng)。另一方面，由于活塞桿50的大直徑部分51的后端面51a接觸到連接孔54的前端面54a，以阻止活塞桿50在軸向上向后滑動(dòng)，活塞49相對(duì)于活塞桿50沿軸向向后運(yùn)動(dòng)。此時(shí)，無(wú)需靠引導(dǎo)槽58與銷子59的接合使活塞桿在軸向上后移，釋放夾子角度位置P2就被轉(zhuǎn)成夾緊角度位置P1。
由此轉(zhuǎn)換過(guò)程，在當(dāng)可伸縮爪40到達(dá)夾緊角度位置P1時(shí)刻，活塞49的后端面接觸到活塞桿50的大直徑部分的前端面，而連接部件52的兩個(gè)平整表面部分與連接孔53的兩個(gè)平整表面部分對(duì)應(yīng)接合(圖.4A)。而且，當(dāng)活塞49向后移動(dòng)時(shí)，活塞桿50隨活塞49一起無(wú)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地移動(dòng)，以便連接部件52與連接孔53嚙合。因此，可伸縮爪40沿軸向向后移動(dòng)，而正對(duì)著夾盤C的連接部件的連接爪104，并緊緊與連接爪104相嚙合，以使夾盤C固定在主軸2上或工件安裝處85的固定夾架上(圖.10)。
此后，即使不再向主軸后端的夾具缸43的供液口/排液口73b提供壓力流體，而主軸后端的夾具缸43的前腔47的壓力流體的內(nèi)部壓力被單向閥76保持，以使夾盤C被主軸2夾緊的夾緊狀態(tài)被保持。
當(dāng)夾盤C長(zhǎng)時(shí)間地固定在主軸2或類似的固定處上時(shí)，如就一個(gè)休息日的時(shí)間而言，夾具缸43和43A中的流體壓力可被減小。然而，由于活塞桿50總是被彈簧64拉向夾緊方向，夾盤夾緊狀態(tài)由彈簧彈力來(lái)維持。因此，就可能避免夾盤C從固定夾架15(15A)上脫離或掉落，以便能確保安全。
因此，當(dāng)夾盤C固定在主軸2上，壓力流體從轉(zhuǎn)動(dòng)夾具缸41的供液口/排液口74a被供給，以使得夾盤C的夾爪操縱缸90夾住工件。然而，流體經(jīng)過(guò)相應(yīng)的流體通路79，流體供給/排放管83，固定夾架15的流體通路34，關(guān)閉閥20a通道121，吸入腔114和轉(zhuǎn)動(dòng)夾具缸41的單向閥流到夾爪操縱缸90的前腔95a，以使夾盤C的鄂式夾爪93沿夾緊方向(徑向向內(nèi))移動(dòng)，以增加作用在工件W上的夾緊力。此時(shí)，連接在流入流體的后腔95b的單向閥124被供給的流體的控制壓力打開。然后，在主軸2側(cè)面的夾盤移動(dòng)裝置的開/關(guān)臂8張開，主軸口被旋轉(zhuǎn)，而流體從流體壓力源201流入到夾盤C，以便工件被加工。因此，由于在加工過(guò)程中，仍可能向夾盤C的夾爪操縱缸90繼續(xù)提供流體，同加工時(shí)僅靠系統(tǒng)內(nèi)部單向閥124來(lái)維持壓力的情況相比，其工作夾緊力可被可靠地維持，很安全。
另一方面，壓力流體從連接在夾爪操縱缸90的后腔95b中的供液口/排液口流入到固定在工件安裝處85的夾盤C中。因此，高壓流體經(jīng)過(guò)關(guān)閉閥20b，通道121，吸入腔114和單向閥124流入到夾爪操縱缸90的后腔95b中，以使楔形插桿107向前移動(dòng)，以打開夾爪93，以釋放工件W。此后，工件W被一新的工件代替，高壓流體流入夾爪操縱缸90的前腔95a中，使得插桿107向后移動(dòng)，以使工件W被夾緊。夾緊后，為了釋放夾盤C，高壓流體的提供被一單向閥(未顯示)停止了，而從夾盤C的兩個(gè)單向閥124出來(lái)的在流體壓力源一側(cè)的流體通道與油箱相通，以使系統(tǒng)內(nèi)部壓力卸掉。然而，由于在夾盤C內(nèi)，供壓力力通過(guò)裝在其內(nèi)的單向閥124被保持，夾盤C仍?shī)A著工件。即使流體從單向閥124中輕微地泄漏，從蓄能器130會(huì)補(bǔ)充供給高壓流體，以使壓力長(zhǎng)時(shí)間地被保持，確保了安全。
因此，當(dāng)在工件安裝處85的夾盤C上的工件更換和在主軸側(cè)面的夾盤C上的加工完成時(shí)，主軸2又被旋轉(zhuǎn)到如圖.2所示的角度位置上，以使方向控制閥200切換到中間位置，以停止向夾盤C供油，而從單向閥124到方向控制閥200的流體通路與油箱T相通以卸去系統(tǒng)內(nèi)部壓力。在這種狀態(tài)下，開/關(guān)臂8夾在夾槽97內(nèi)，然后，上、下夾具缸43和43A的活塞49從夾緊位置(圖.3和圖.5所示狀態(tài))向前移動(dòng)。因此，當(dāng)各個(gè)可伸縮爪40向前移動(dòng)，而保持夾緊角度位置P1，以使可伸縮爪40從連接爪104中脫離，以釋放夾盤C。在活塞桿50的最前端處，當(dāng)活塞49相對(duì)于活塞桿50向前移動(dòng)時(shí)，活塞桿50由傾斜引導(dǎo)槽58帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，在其端部的可伸縮爪40從夾緊角度位置P1旋轉(zhuǎn)到釋放夾緊角度位置P2。
然后，當(dāng)架4由缸10的操縱向前移動(dòng)時(shí)，夾盤C向前移動(dòng)，可伸縮爪40穿過(guò)在夾盤C側(cè)面的可伸縮爪穿過(guò)部件103，處于圖.1所示的狀態(tài)。因此，當(dāng)夾盤C從固定處15(15A)處被釋放，關(guān)閉閥20a和20b的閥芯元件26關(guān)閉。如圖.8b所示。然而，吸入活塞115仍被圓柱型插入部件22的端部推動(dòng)，具有在閥開/關(guān)方向上的行程S。當(dāng)閥芯元件26關(guān)閉時(shí)，從關(guān)閉閥20a和20b的供油口21經(jīng)由吸入活塞115的供油口120，連通孔121和吸入腔114延伸到供油口21的管路都充滿了流體(當(dāng)然，從單向閥124延伸到夾爪操縱缸90的管路充滿了高壓流體)。
當(dāng)夾盤C從此狀態(tài)向前移動(dòng)，在圓柱型插入部件22從安裝孔112被拉出之前，吸入活塞115被彈簧117的偏置力移動(dòng)，保持開/關(guān)方向上的S行程，以使吸入腔114中產(chǎn)生負(fù)壓。此后，當(dāng)圓柱型插入部件22從支撐孔112的密封部分抽出，以開始利用大氣壓時(shí)，由于從孔121到單向閥121的負(fù)壓，保存在供油口21和120的流體被吸入，被吸入的流體的后端大致位于通孔121內(nèi)，以使其被大氣壓留在流體通路里，流體通路的一端被夾盤C里的單向閥124關(guān)閉。因此，即使關(guān)閉閥完全從元件111b脫離，仍有少量的流體留在供油口21和120中，以使得不會(huì)出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象。因此，即使流體回路通過(guò)固定在夾盤C上而被連接或者通過(guò)夾盤C脫離而被切斷，流體回路與外界的連接部件泄漏量都可能被大大減小，以使得可避免環(huán)境污染并減少流體回路的工作流體的損失量。而且，當(dāng)工件被松開，而夾盤C被夾在主軸2上，仍可供給流體，以使可以與前述方式相反的方式來(lái)操縱爪式操縱缸90。
圖.13顯示了根據(jù)本發(fā)明的可變化夾盤系統(tǒng)的另一個(gè)最佳實(shí)施例。在這個(gè)具體實(shí)施例中，用來(lái)驅(qū)動(dòng)夾盤移動(dòng)裝置3的臂軸5的機(jī)構(gòu)做了修改。臂軸5可旋轉(zhuǎn)地支撐在固定在主軸頭1上的架4上，以使其能在軸向上移動(dòng)?；钊?0e可旋轉(zhuǎn)地安裝在臂軸心上，而通過(guò)一對(duì)固定在臂軸5上的緊固件5a，防止活塞10e相對(duì)于臂軸5在軸向上的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)?；钊?0e被裝入架4內(nèi)的活塞腔4e，以使其被高壓流體(壓力流體)推動(dòng)向前和向后移動(dòng)預(yù)定的距離。齒輪系11的齒輪11e通過(guò)滑動(dòng)銷11f裝入臂軸5，以使其可轉(zhuǎn)動(dòng)并可沿臂軸5的軸向移動(dòng)。齒輪11e被架4支撐，使得其不能在軸向上移動(dòng)。臂軸5通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)12帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的齒輪11e驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，可轉(zhuǎn)過(guò)180度，以使兩個(gè)夾盤C可在主軸2和工件安裝處85兩處更換位置。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)能靠自身夾住工件的夾盤被安裝在主軸上，在主軸側(cè)面設(shè)有的流體流體供給/排放部分自動(dòng)連接到夾盤的流體供給/排放連接部件上。因此，僅通過(guò)在主軸上固定夾盤就可在夾盤與主軸之間建立流體回路，以使當(dāng)固定在主軸上時(shí)，工作流體從夾盤固定處流入夾盤，以操縱夾盤操縱缸，夾爪可被打開和關(guān)閉。
另外，在向爪式操縱缸供給高壓流體時(shí)可加工工件，以使得其與在加工工件時(shí)只靠單向閥維持的壓力夾住的情況相比，加工工件更為安全。另外，由于蓄能器的多個(gè)彈簧如此布置軸向位置與各自相對(duì)應(yīng)，故能減小縱向尺寸，即使因布置蓄能器而使夾盤在軸向上伸長(zhǎng)，也可避免夾盤的厚度的增加。
而且，當(dāng)夾盤從夾盤固定處脫離時(shí)，由于在夾盤的流體連接部件和夾盤固定部分之間存留的易泄漏的流體被吸入到夾盤的里面，可減少工作流體量，也可減少因工作流體泄漏而從流體回路中損失掉而必須由油箱補(bǔ)充的流體量，很經(jīng)濟(jì)。另外，自動(dòng)—保持類型的夾盤被夾爪操縱缸在主軸與另一個(gè)位置之間更換，夾爪被爪式操縱缸在各自對(duì)應(yīng)的位置上被打開和關(guān)閉。
因此，在主軸的位置上加工時(shí)，可在另一個(gè)位置上進(jìn)行準(zhǔn)備工作，使得可提高工作效率，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也得到簡(jiǎn)化。
為了更容易理解本發(fā)明，按此最佳實(shí)施例來(lái)解釋此發(fā)明應(yīng)該意識(shí)到本發(fā)明可在不脫離本發(fā)明原理的基礎(chǔ)上在多種方式下被實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明應(yīng)被理解為包括所有具體實(shí)施例及對(duì)所示的實(shí)施例的修改方案，它們能在不脫離本發(fā)明原理的前提下被實(shí)現(xiàn)，如所附的權(quán)利要求書所陳述的。
權(quán)利要求
1.可變夾盤系統(tǒng)包括機(jī)床的主軸(2)，和一個(gè)可拆卸地安裝在主軸上的可變化的夾盤(C)特征在于所說(shuō)的可變化夾盤(C)包括夾爪(93)，用于夾緊工件；夾爪流體操縱缸(90)，用于使夾爪(93)在工件夾緊處與工件松開處之間移動(dòng)；流體流體供給/排放連通裝置(110a，110b)用于將高壓流體供給到夾爪操縱流體缸(90)或從該流體缸(90)卸掉高壓流體；一個(gè)單向閥(124)設(shè)置在爪式操縱流體缸(90)和流體供給/排放連通裝置之間；當(dāng)可變夾盤(C)固定在所說(shuō)的包括主軸在內(nèi)的夾盤固定裝置上時(shí)，所說(shuō)的可變夾盤(C)能通過(guò)從包括主軸(2)的夾盤固定裝置向流體流體供給/排放連接裝置提供的高壓流體夾緊和釋放工件；及所說(shuō)的單向閥(124)能阻止供給到所說(shuō)的夾爪操縱流體缸(90)的高壓流體泄漏到缸外，以維持工件處于夾緊狀態(tài)，因此，當(dāng)夾盤夾緊工件時(shí)，所說(shuō)的夾盤(C)被允許從一個(gè)夾盤固定裝置卸下，并固定到另一個(gè)夾盤固定裝置上；及特征在于所說(shuō)的主軸(2)包括具有用于可拆卸地夾持所說(shuō)的夾盤(C)的連接裝置的夾架(15)，所說(shuō)的夾架(15)具有流體流體供給/排放裝置(20a，20b)，它們用來(lái)當(dāng)夾盤(C)固定在夾架(15)上時(shí)與所說(shuō)的夾盤的流體供給/排放連接裝置(110a，110b)相連通，以使得當(dāng)夾盤(C)固定在主軸(2)上時(shí)，所說(shuō)的夾爪操縱流體缸(90)可操縱所說(shuō)的夾爪(93)。
2.如權(quán)利要求1所述的可變夾盤系統(tǒng)，特征在于所說(shuō)的夾盤固定裝置而不是主軸(2)具有流體流體供給/排放裝置(20a，20b)，用于當(dāng)夾盤安裝在夾盤固定裝置上時(shí)，與所說(shuō)的夾盤(C)的流體流體供給/排放連接裝置(110a，110b)相連通。
3.如權(quán)利要求1所述的可變夾盤系統(tǒng)，還包括為連通所說(shuō)的夾爪操縱流體缸(90)的每一個(gè)缸腔而裝的蓄能器(130)，所說(shuō)的蓄能器(130)包括蓄能器腔(141)；管子(132)；第一個(gè)壓力保持活塞(134)可滑動(dòng)地安裝在管(132)內(nèi)，可在所說(shuō)的管內(nèi)移動(dòng)并具有一中心孔；第二個(gè)壓力保持活塞(139)可滑動(dòng)地安裝在第一個(gè)壓力保持活塞(134)的中心孔內(nèi)，所說(shuō)的第二個(gè)壓力保持活塞暴露在蓄能器腔(141)中，蓄能器腔中的累積壓力作用在其上；第一個(gè)彈簧(136)，用于把所說(shuō)的第一個(gè)壓力保持活塞(134)壓向所說(shuō)的蓄能器腔(141)；第二個(gè)彈簧(142)，用于把所說(shuō)的第二個(gè)壓力保持活塞(139)壓向蓄能器腔(141)，所說(shuō)的第一個(gè)彈簧比第二個(gè)彈簧的剛度大；及所說(shuō)的第一個(gè)和第二個(gè)彈簧沿所說(shuō)的管(132)在軸向上重疊。
4.如權(quán)利要求3所述的可變夾盤系統(tǒng)，特征在于所說(shuō)的第二個(gè)壓力保持活塞有一接觸法蘭(140)，用于在第二個(gè)壓力活塞逆著所說(shuō)的第二個(gè)彈簧(142)的所說(shuō)的軸向移動(dòng)一定距離時(shí)，其與第一個(gè)壓力保持活塞相接。
5.如權(quán)利要求1所述的可變夾盤系統(tǒng)，特征在于所說(shuō)的夾盤流體流體供給/排放連接裝置(110a，110b)包括真空裝置(114，115)，它們用于當(dāng)夾盤(C)從所說(shuō)的夾盤固定裝置卸下時(shí)把存留在它們中的流體吸入單向閥中。
6.如權(quán)利要求5所述的可變夾盤系統(tǒng)，特征在于所說(shuō)的夾盤固定裝置在所說(shuō)的主軸(2)上。
7.如權(quán)利要求5所述的可變夾盤系統(tǒng)，特征在于所說(shuō)的真空裝置包括吸入活塞(115)，它安裝在所說(shuō)的可變夾盤(C)中的流體流體供給/排放連接裝置(110a，110b)，并在特征在于有一通道(121)，所說(shuō)的活塞(115)限定了其后的指向所說(shuō)的單向閥(124)的吸入腔(114)的大?。粡椈裳b置(117)朝著使吸入腔(114)的容積擴(kuò)大的方向壓縮吸入活塞(115)，并把其壓向所說(shuō)的裝有可變化夾盤的夾盤固定裝置的流體流體供給/排放裝置(20a，20b)；及插入部件(22)，它安裝在夾盤固定裝置的流體連接裝置(20a，20b)上，用于連接并克服彈簧裝置(117)的彈力以推動(dòng)吸入活塞(115)，使得當(dāng)流體流體供給/排放裝置(20a，20b)與所說(shuō)的流體流體供給/排放連接裝置(110a，110b)相通時(shí)，壓縮所說(shuō)的吸入活塞(115)；因此，當(dāng)流體流體供給/排放連接裝置(110a，110b)與流體流體供給/排放裝置(20a，20b)脫離連通關(guān)系時(shí)，所說(shuō)的吸入活塞(115)不再與所說(shuō)的插入部件(22)相接觸，其被彈簧裝置壓縮而使所說(shuō)的吸入腔(114)的容積擴(kuò)大，以使在吸入腔(114)暫時(shí)地造成了真空狀態(tài)，以通過(guò)所說(shuō)的通道(121)把存留流體吸入到所說(shuō)的單向閥(124)中。
8.如權(quán)利要求7所述的可變夾盤系統(tǒng)，特征在于所說(shuō)的流體流體供給/放裝置的插入部件(22)在特征在于有一中心孔(23)，在其后端有一流體供油口(21)，特征在于閥芯元件(26)可滑動(dòng)地裝入所說(shuō)的中心孔(23)，所說(shuō)的閥芯元件(26)有一減小直徑的突出螺栓(29)，它穿過(guò)所說(shuō)的流體供油孔(21)，并與其之間存在環(huán)形空隙，在特征在于裝有彈簧(31)，用來(lái)把所說(shuō)的閥芯元件(26)壓向所說(shuō)的流體供油口(21)，以便關(guān)閉此口。
9.如權(quán)利要求8所述的可變夾盤系統(tǒng)，特征在于所說(shuō)的閥芯元件(26)在其上有一密封部件(28)，用于在流體供油孔(21)的周圍密封其與所說(shuō)的插入部件(22)的端部間的接口。
10.如權(quán)利要求8所述的可變夾盤系統(tǒng)，特征在于所說(shuō)的閥芯元件(26)在特征在于有一流體通道(30)。
11.如權(quán)利要求8所述的可變夾盤系統(tǒng)，特征在于所說(shuō)的夾盤(C)的流體流體供給/排放連接裝置(110a，110b)在特征在于有一推軸(119)，用于與所說(shuō)的從插入部件(22)伸出的突出螺栓(29)相接，以克服作用在閥芯元件(26)的彈簧而推動(dòng)閥芯元件(26)，以便當(dāng)夾盤固定在夾盤固定裝置上時(shí)，打開所說(shuō)的流體供油口(21)。
12.如權(quán)利要求1所述的可變夾盤系統(tǒng)，還包括夾盤移動(dòng)裝置(3)，它安裝在夾盤固定裝置(85)與所說(shuō)的主軸(2)的夾緊(15)之間，用于重復(fù)地在夾盤固定裝置(85)與夾架(15)之間移動(dòng)可變夾盤(C)。
13.如權(quán)利要求12所述的可變夾盤系統(tǒng)，特征在于所說(shuō)的夾盤移動(dòng)裝置(3)包括與主軸(2)平行的臂軸(5)，并布置在夾盤固定裝置(85)與主軸(2)之間，安裝在所說(shuō)的主軸的變化臂(6)上，用于夾緊和釋放可變夾盤(C)，及裝置(9，10)，用于沿所說(shuō)的主軸的方向移動(dòng)所說(shuō)的變化臂(6)。
14.用于機(jī)床的可變夾盤包括夾爪(93)，用于裝夾工件；夾爪操縱流體缸(90)，用于在工件夾緊處和工件釋放處之間移動(dòng)夾爪(93)；流體流體供給/排放連接裝置(110a，110b)，用于通過(guò)特征在于向夾爪操縱缸提供高壓流體；并從夾爪操縱缸卸掉高壓流體；單向閥，它安裝在夾爪操縱流體缸與流體流體供給/排放裝置(110a，110b)之間；當(dāng)可變夾盤(C)固定在所說(shuō)的包括主軸在內(nèi)的夾盤固定裝置上時(shí)，所說(shuō)的可變夾盤(C)能通過(guò)從包括主軸(2)的夾盤固定裝置向流體流體供給/排放連接裝置提供的高壓流體夾緊和釋放工件；及所說(shuō)的單向閥(124)能阻止供給到所說(shuō)的夾爪操縱流體缸(90)的高壓流體泄漏到缸外，以維持工件處于夾緊狀態(tài)，因此，當(dāng)夾盤夾緊工件時(shí)，所說(shuō)的夾盤(C)被允許從一個(gè)夾盤固定裝置卸下，并固定到另一個(gè)夾盤固定裝置上；及所說(shuō)的夾盤流體流體供給/排放連接裝置(110a，110b)包括真空裝置(114，115)，它們用于當(dāng)夾盤(C)從夾盤固定裝置卸下時(shí)把存留在它們中的流體吸入單向閥中。
15.如權(quán)利要求14所述的可變夾盤系統(tǒng)，特征在于所說(shuō)的真空裝置包括吸入活塞(115)，它安裝在所說(shuō)的可變夾盤(C)中的流體流體供始/排放連接裝置(110a，110b)，并在特征在于有一通道(121)，所說(shuō)的活塞(115)限定了其后的指向所說(shuō)的單向閥(124)的吸入腔(114)的大小；彈簧裝置(117)向外壓縮吸入活塞(115)，以擴(kuò)大所說(shuō)的吸入腔的容積，當(dāng)可變夾盤(C)固定在夾盤固定裝置(85，15)上時(shí)，所說(shuō)的吸入活塞(115)克服彈簧裝置的力被向內(nèi)推。因此，當(dāng)可變夾盤(C)從夾盤固定處卸下時(shí)，吸入活塞被彈簧裝置壓縮向外移動(dòng)，使得吸入腔(114)的容積擴(kuò)大，以使在吸入腔中暫時(shí)地造成了真空狀態(tài)，以通過(guò)所說(shuō)的通道(121)把存留流體吸入到所說(shuō)的單向閥(124)中。
全文摘要
在能通過(guò)夾盤C自身夾緊和釋放工件的可變夾盤系統(tǒng)中,流體供給裝置裝在機(jī)床主軸2的端部上,流體關(guān)閉閥20a和20b安裝在流體供給裝置上。當(dāng)夾盤C固定在主軸2上時(shí),流體關(guān)閉閥20a和20b自動(dòng)地連接到安裝在夾盤C后的流體元件111a和111b上,安裝在夾盤C內(nèi)的夾爪操縱缸90被由主軸2的后部提供的流體動(dòng)作以打開和關(guān)閉夾爪93。因此,當(dāng)夾盤C固定在主軸2的端部上時(shí),夾爪93通過(guò)夾盤C中安裝的夾爪操縱缸90能被操縱。
文檔編號(hào)B23Q3/00GK1178733SQ97121410
公開日1998年4月15日 申請(qǐng)日期1997年9月16日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月16日
發(fā)明者森崎榮一 申請(qǐng)人:豐和工業(yè)株式會(huì)社